[发明专利]集成于约瑟夫森结的超导磁场线圈及其制备方法

权利要求书

1.一种集成于约瑟夫森结的超导磁场线圈的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：

1)提供一衬底，于所述衬底上依次外延生长第一超导材料层、第一绝缘材料层、第二超导材料层的三层薄膜结构；

2)刻蚀所述三层薄膜结构，以形成底电极和多条底层磁场线圈层；

3)刻蚀底电极上的部分所述第二超导材料层和第一绝缘材料层以形成约瑟夫森结，同时刻蚀去除所述多条底层磁场线圈层上的所述第二超导材料层和第一绝缘材料层；

4)在所述步骤3)形成的结构表面形成第二绝缘材料层，开孔以露出所述约瑟夫森结的第二超导材料层表面、底电极表面以及每条底层磁场线圈层的两端表面；

5)沉积第三超导材料层，并刻蚀所述第三超导材料层形成顶电极和多条顶层磁场线圈层，所述顶电极用于引出所述约瑟夫森结，所述顶层磁场线圈层连接相邻两条底层磁场线圈层，从而形成整个超导磁场线圈。

2.根据权利要求1所述的集成于约瑟夫森结的超导磁场线圈的制备方法，其特征在于：所述超导磁场线圈距离所述约瑟夫森结10～100微米。

3.根据权利要求1所述的集成于约瑟夫森结的超导磁场线圈的制备方法，其特征在于：所述超导磁场线圈的整体尺寸为10～100微米。

4.根据权利要求1所述的集成于约瑟夫森结的超导磁场线圈的制备方法，其特征在于：所述衬底为硅衬底、氧化镁衬底或蓝宝石衬底。

5.根据权利要求1所述的集成于约瑟夫森结的超导磁场线圈的制备方法，其特征在于：所述第一绝缘材料层为氮化铝、氧化铝或氧化镁。

6.根据权利要求1所述的集成于约瑟夫森结的超导磁场线圈的制备方法，其特征在于：所述第二绝缘材料层的材质为氮化硅或二氧化硅。

7.根据权利要求1所述的集成于约瑟夫森结的超导磁场线圈的制备方法，其特征在于：所述第一超导材料层、第二超导材料层和第三超导材料层为氮化铌或铌。

8.一种利用权利要求1所述制备方法制备获得的集成于约瑟夫森结的超导磁场线圈，其特征在于，所述超导磁场线圈包括：多条底层磁场线圈层、多条顶层磁场线圈层、第二绝缘材料层；

所述多条底层磁场线圈层和多条顶层磁场线圈层之间通过所述第二绝缘材料层隔离；

所述第二绝缘材料层中设有开孔，所述开孔中填充有第三超导材料层；

所述顶层磁场线圈层通过所述开孔中的第三超导材料层连接相邻两条底层磁场线圈层，从而形成整个超导磁场线圈。

9.根据权利要求8所述的集成于约瑟夫森结的超导磁场线圈，其特征在于：所述超导磁场线圈距离所述约瑟夫森结10～100微米。

10.根据权利要求8所述的集成于约瑟夫森结的超导磁场线圈，其特征在于：所述超导磁场线圈的整体尺寸为10～100微米。